如图所示,有两条间距为
的等长平行金属导轨放置在水平面上,每条导轨中间都有一段平行等距的不导电的塑料(图中已用虚线框起来表示)把导轨分为长度相等的左右两部分(两部分导轨仍足够长)。左侧的电容器C电容为
,右侧的电阻R阻值为
。两根金属棒ab,cd初始时静止在塑料材料上,金属棒都与导轨垂直。ab,cd质量分别为
和
,cd阻值为
,整个装置放在竖直向下的磁感应强度大小为1T的匀强磁场中。某时刻给金属棒ab向右的初速度,速度大小为3m/s,使得金属棒ab与cd发生弹性碰撞。运动过程中所有摩擦力均不计,金属导轨阻值不计,金属棒与导轨接触良好。求:
(1)碰后金属棒ab与cd各自的速度大小和方向;
(2)碰后金属棒cd在金属导轨上运动0.8m过程中电阻R上产生的焦耳热;
(3)金属棒ab速度不再变化时,电容器C上存储的电荷量。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6563eb699f1bbc39eced661a2ebfcce4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff148b4787045f76ca15bef5c9935804.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d941822843eff28c70023ea38051c307.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f93034eaf5a7102d6db7218551a28a68.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0febd1d4d5b33a7e94868cf587b795d6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9279fb625d47f76c0f91303e69669383.png)
(1)碰后金属棒ab与cd各自的速度大小和方向;
(2)碰后金属棒cd在金属导轨上运动0.8m过程中电阻R上产生的焦耳热;
(3)金属棒ab速度不再变化时,电容器C上存储的电荷量。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/14/8a8531ca-b47a-4ccf-883e-7e536c541b46.png?resizew=319)
更新时间:2024-03-15 01:14:16
|
相似题推荐
解答题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐1】电阻不计的平行金属导轨EFG与PMN如图所示放置,EF与PM段水平且粗糙,FG与MN段倾斜且光滑,F、M连接处接触良好,FG与MN与水平面成θ=37°角,空间中存在匀强磁场,磁感应强度为B=5T,方向竖直向上,导轨间距均为L=1m,金属棒ab、cd与轨道垂直放置,两金属棒质量相等,均为m=0.1kg,电阻均为R=2Ω,ab、cd间用轻质绝缘细线相连,中间跨过一个理想定滑轮,两金属棒始终垂直于导轨,cd棒与水平导轨间的动摩擦因数为μ=0.4,两金属棒始终不会与滑轮相碰,金属导轨足够长,g=10m/s2,sin37°=0.6,现将金属棒由静止释放。
(1)求释放瞬间两棒的加速度大小;
(2)判断释放后ab棒上感应电流的方向,并求出两金属棒的最大速度;
(3)假设金属棒ab沿倾斜导轨下滑s=4m时达到最大速度,试求由静止释放至达到最大速度所用的时间及该过程中ab棒产生的焦耳热。
(1)求释放瞬间两棒的加速度大小;
(2)判断释放后ab棒上感应电流的方向,并求出两金属棒的最大速度;
(3)假设金属棒ab沿倾斜导轨下滑s=4m时达到最大速度,试求由静止释放至达到最大速度所用的时间及该过程中ab棒产生的焦耳热。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/21/8eb59004-bd09-4ede-b1c4-31204efb2995.png?resizew=256)
您最近一年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
【推荐2】如图所示,两根金属平行导轨
和
放在水平面上,左端向上弯曲且光滑,导轨间距为
,电阻不计。水平段导轨所处空间有两个有界匀强磁场,相距一段距离不重叠,磁场I左边界在水平段导轨的最左端,磁感强度大小为
,方向竖直向上;磁场II的磁感应强度大小为
,方向竖直向下。质量均为
、电阻分别为
和
的金属棒
和
垂直导轨放置在其上,金属棒
置于磁场II内靠近右边界
处。现将金属棒
从弯曲导轨上某一高处由静止释放,使其沿导轨运动。设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。
(1)若水平段导轨粗糙,两金属棒
与水平段导轨间的摩擦力为
,固定金属棒
,将金属棒
从距水平面高度
处由静止释放。求:
①金属棒
刚进入磁场I时两端的电压;
②若金属棒
在磁场I内经过
停止运动,求整个过程中安培力对金属棒
做的功;
(2)若水平段导轨是光滑的,将金属棒
仍从高度
处由静止释放,使其进入磁场I,设两磁场区域足够大,两棒匀速运动时均未离开各自的磁场区域。
①判断
两金属棒匀速运动时的速度大小
关系,并写出依据;
②求金属棒
在磁场I内运动过程中,金属棒
产生的焦耳热。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/411461db15ee8086332c531e086c40c7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7a5f1641947153c80b987320885a2b57.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c88d9142df6ba8e43c1a93bd04a1362.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7f9e8449aad35c5d840a3395ea86df6d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/772562a411cb35b12e8a5878ddaa9de1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/294f5ba74cdf695fc9a8a8e52f421328.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4aa0df7f1e45f9de29e802c7f19a4f64.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9e7f30167e1135806fe9de641870b1e6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a6936d370d6a238a608ca56f87198de.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2c94bb12cee76221e13f9ef955b0aab1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2c94bb12cee76221e13f9ef955b0aab1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9d78abbad68bbbf12af10cd40ef4c353.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a6936d370d6a238a608ca56f87198de.png)
(1)若水平段导轨粗糙,两金属棒
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a6936d370d6a238a608ca56f87198de.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4d4f81c0ddf4225f450430199ae15a95.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2c94bb12cee76221e13f9ef955b0aab1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a6936d370d6a238a608ca56f87198de.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3eabd5f3a86afe49dcd70571e2b96cfd.png)
①金属棒
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a6936d370d6a238a608ca56f87198de.png)
②若金属棒
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a6936d370d6a238a608ca56f87198de.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0d903484742f23a8ed66690b94d4f640.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a6936d370d6a238a608ca56f87198de.png)
(2)若水平段导轨是光滑的,将金属棒
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a6936d370d6a238a608ca56f87198de.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3eabd5f3a86afe49dcd70571e2b96cfd.png)
①判断
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/663a61ad241d5d874c9a9362f0ee917c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d59cd4e0687252002795c91069f0f112.png)
②求金属棒
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a6936d370d6a238a608ca56f87198de.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2c94bb12cee76221e13f9ef955b0aab1.png)
您最近一年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
【推荐3】如图甲所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L1=1m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接阻值R=1.5Ω的电阻;质量为m=0.2kg、阻值r=0.5Ω的匀质金属棒ab放在两导轨上,距离导轨最上端为L2=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触.整个装置处于一匀强磁场中,该匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示.(g=10m/s2)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/27/efa992c4-3330-49d6-ac8b-f714512cab49.png?resizew=563)
(1)保持ab棒静止,在0~4s内,通过金属棒ab的电流多大?方向如何?
(2)为了保持ab棒静止,需要在棒的中点施加了一平行于导轨平面的外力F,求当t=2s时,外力F的大小和方向;
(3)5s后,撤去外力F,金属棒将由静止开始下滑,这时用电压传感器将R两端的电压即时采集并输入计算机,在显示器显示的电压达到某一恒定值后,记下该时刻棒的位置,测出该位置与棒初始位置相距2.4m,求金属棒此时的速度及下滑到该位置的过程中在电阻R上产生的焦耳热.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/27/efa992c4-3330-49d6-ac8b-f714512cab49.png?resizew=563)
(1)保持ab棒静止,在0~4s内,通过金属棒ab的电流多大?方向如何?
(2)为了保持ab棒静止,需要在棒的中点施加了一平行于导轨平面的外力F,求当t=2s时,外力F的大小和方向;
(3)5s后,撤去外力F,金属棒将由静止开始下滑,这时用电压传感器将R两端的电压即时采集并输入计算机,在显示器显示的电压达到某一恒定值后,记下该时刻棒的位置,测出该位置与棒初始位置相距2.4m,求金属棒此时的速度及下滑到该位置的过程中在电阻R上产生的焦耳热.
您最近一年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
【推荐1】如图所示,在绝缘的水平面上,固定两根间距为d的平行光滑金属导轨,导轨上正对的两处M、N是绝缘连接点,即M和N点的左右两边是绝缘的,在导轨的左端接上电动势为E,内阻未知的电源,在导轨的右端接上阻值为R的电阻,M、N左边处在斜向右下方的匀强磁场中,磁感应强度为B,磁场的方向与水平面的夹角为30°,M、N右边处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度也为B,将质量为m的导体棒垂直导轨以及磁场静止放置在导轨上,合上开关的瞬间导体棒对导轨的压力刚好为0,经过一段时间导体棒速度不变,继续滑行经过M、N,最后停止在M、N的右边,重力加速度为g,导线、导轨、以及导体棒的电阻均不计,求:
(1)电源的内阻以及合上开关的瞬间导体棒的加速度;
(2)导体棒刚过M、N瞬间克服安培力的功率;
(3)导体棒经过M、N后运动的距离。
(1)电源的内阻以及合上开关的瞬间导体棒的加速度;
(2)导体棒刚过M、N瞬间克服安培力的功率;
(3)导体棒经过M、N后运动的距离。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/27/3c74f070-7f5b-4637-808e-ef165f5f838d.png?resizew=400)
您最近一年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐2】如图所示,足够长的水平导体框架的宽度L=0.5m,电阻忽略不计,定值电阻R=2Ω.磁感应强度B=0.8T的匀强磁场方向垂直于导体平面,一根质量为m=0.2kg、有效电阻r=2Ω的导体棒MN垂直跨放在框架上,该导体棒与框架间的动摩擦因数μ=0.5,导体棒在水平恒力F=1.2N的作用下由静止开始沿框架运动到刚开始匀速运动时,通过导体棒截面的电量共为q=2C,求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/2/2/1873746605137920/1875860191690752/STEM/f0c87581-c5cd-4289-be6e-122c73ea2e0e.png?resizew=187)
(1)导体棒做匀速运动时的速度:
(2)导体种从开始运动到刚开始匀速运动这一过程中,导体棒产生的电热.(g取10m/s2)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/2/2/1873746605137920/1875860191690752/STEM/f0c87581-c5cd-4289-be6e-122c73ea2e0e.png?resizew=187)
(1)导体棒做匀速运动时的速度:
(2)导体种从开始运动到刚开始匀速运动这一过程中,导体棒产生的电热.(g取10m/s2)
您最近一年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐3】如图甲所示,间距
的足够长倾斜导轨倾角
,导轨顶端连接阻值
的电阻.
左侧存在一面积
的圆形磁场区域,磁场方向垂直于斜面向下,磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示。
右侧存在着方向垂直于斜面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为
。一长
、电阻
的金属棒
与导轨垂直放置,
至
,金属棒
恰好能静止在导轨上,之后金属棒
开始沿导轨下滑,经过足够长的距离经过
,且在经过
前速度已经稳定,最后停止在导轨上。已知
左侧导轨均光滑,
右侧导轨与金属棒间的动摩擦因数
,不计导轨电阻与其他阻力,金属棒始终与导轨接触良好,
,取
。求:
(1)
内流过电阻的电流和金属棒
的质量;
(2)金属棒
经过
后电阻R上产生的焦耳热;
(3)金属棒
经过
后通过电阻R的电荷量。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/58d6961838f6bd0917fe95735d7c53dc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5fda5655ef480683a2d3b74f0b523439.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/59242de3167f3dfd89e4024318748ed4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/411461db15ee8086332c531e086c40c7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/af0e68952fd322381e799d570f80a6db.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/411461db15ee8086332c531e086c40c7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0776874bf17ad2d34a4af37be54febeb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/58d6961838f6bd0917fe95735d7c53dc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/111f7b77e5c3e77b9e00cd99813abe50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/18f0281e6bbdbe08beeccb55adf84536.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7aeb9a94e392f6759b18abed89aacc5e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/42a585d18cafc764ef0dc144feedce19.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/18f0281e6bbdbe08beeccb55adf84536.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/18f0281e6bbdbe08beeccb55adf84536.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/49b50357a6545cae8348e3059312f520.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/49b50357a6545cae8348e3059312f520.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/49b50357a6545cae8348e3059312f520.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/49b50357a6545cae8348e3059312f520.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4641863be921b55a26e52cfb01e7bfa.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/046ab7b9dfcac6346d6ab77ba123ce9c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/46a6a294d3d7206bcdde5b943dbe94f0.png)
(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6de247aecf2c4de1c0b5c8ffa48cda43.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/18f0281e6bbdbe08beeccb55adf84536.png)
(2)金属棒
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/18f0281e6bbdbe08beeccb55adf84536.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/49b50357a6545cae8348e3059312f520.png)
(3)金属棒
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/18f0281e6bbdbe08beeccb55adf84536.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/49b50357a6545cae8348e3059312f520.png)
您最近一年使用:0次